На савременим индустријским производним линијама, индустријски роботи обављају задатке са великом поновљивошћу и строгим захтевима за прецизност. Кључ за стабилан рад ових 24-часовних нон-стоп уређаја лежи у прецизном механичком преносном систему. Овај чланак ће се бавити основним технологијама и практичним применама индустријских роботских система преноса.
Карактеристике и примена уобичајених метода преноса
Систем преноса индустријских робота састоји се од више начина преноса, од којих сваки има своје јединствене перформансе и применљиве сценарије.
Зупчасти пренос је један од најчешће коришћених метода преноса. Он преноси снагу кроз мрежу између зупчаника, са ефикасношћу преноса од преко 98% и може постићи високу{2}}прецизну контролу покрета. На станици за заваривање у производњи аутомобила, роботска рука се ослања на прецизан пренос зупчаника за обављање задатака заваривања са тачношћу поновљивости од ± 0,1 милиметара. Међутим, зупчасти пренос захтева изузетно високу тачност инсталације, а прекомерне грешке при монтажи могу довести до повећане радне буке и абнормалног хабања, што захтева професионалне техничаре за инсталацију и отклањање грешака.
Синхрони каишеви су најчешћи тип каишног погона, који се обично користи у сценаријима{0}}осетљивим на буку и цену{1}}осетљивим. На пример, робот за сортирање у линији за производњу амбалаже за храну усваја синхрони погон ремена, који може да обезбеди брзину сортирања десетине пута у минути и контролише радну буку испод 60 децибела. Међутим, постоје инхерентни дефекти у каишном преносу, који лако могу да доведу до клизања када су преоптерећени или подвргнути значајним стартним ударима, ограничавајући његову примену у тешким{5}} сценаријима.
Ланчани погон је постао пожељан избор за-роботе за руковање тешким условима због своје одличне{1}}носивости. На тешким-дизалицама за слагање у логистичким складиштима, пренос ланчаног ваљка може лако да пренесе стотине Њутн метара обртног момента, постижући вертикално подизање тонске робе. Међутим, ланцу је потребно редовно подмазивање и одржавање, у супротном нагиб може постати дужи услед хабања, што утиче на тачност преноса, па чак и изазива лом.
Пужни пренос има јединствене{0}}карактеристике самозакључавања и обично се користи у ситуацијама када је потребно одржавање положаја. На пример, ротирајућа платформа робота за прскање усваја пужни пренос за аутоматско закључавање у случају нестанка струје, спречавајући сигурносне незгоде узроковане случајним замахом пиштоља за прскање. Али његова ефикасност преноса је релативно ниска, обично око 70% -80%.
Колаборативни дизајн преносног система
Систем преноса индустријског робота са шест осовина је интеграција више технологија. Серво мотор обезбеђује излазну снагу, редуктор је одговоран за смањење брзине и повећање обртног момента, а компоненте као што су зупчаници и спојнице комплетирају пренос снаге и конверзију кретања.
Различити делови бирају различите шеме преноса на основу карактеристика оптерећења: база робота обично користи РВ редукторе, који имају компактну структуру и могу да издрже до 1500Н · м обртног момента; Због ограниченог простора у пределу зглоба, обично се користе хармонички редуктори, који имају запремину само једну-трећину запремине РВ редуктора исте спецификације, а ипак могу постићи тачност позиционирања од ± 15 лучних минута; Крајњи ефектор може бити покретан микро синхроним ременом како би се задовољили захтеви за флексибилно и лагано кретање.
На линији за монтажу аутомобила, дизајн система преноса одређеног модела робота је веома репрезентативан: база има двоструку структуру зазора зупчаника, која елиминише зазор зупчаника кроз претходно затезање и постиже нулту ротацију зазора; Надлактица користи парове кугличних вијака и линеарне вођице за постизање милиметарског позиционирања на нивоу за линеарно кретање; Хармонични редуктор зглобног зглоба, у комбинацији са високо{0}}прецизним лежајевима, може постићи фино подешавање од ± 0,02 степена.
Балансирање перформанси и трошкова
Дизајн индустријских роботских система преноса увек балансира тачност, животни век и цену. Грешка преноса високо{1}}прецизних хармонских редуктора може се контролисати у року од 1 лучног минута, али сложена флексибилна структура точкова доводи до високих трошкова производње и захтева употребу специјалних материјала од легираног челика. У области производње полупроводника, годишњи трошкови одржавања хармонских редуктора за роботе за руковање плочицама износе чак 300.000 јуана, што чини 40% укупних трошкова одржавања опреме.
За опште индустријске примене, инжењери стављају већи нагласак на исплативост{0}}. Оптимизацијом процеса термичке обраде зупчаника, коришћењем материјала-отпорних на хабање и комбиновањем са дуготрајном-машћу за подмазивање, циклус одржавања може да се продужи на преко 3000 сати. Робот за тачкасто заваривање у одређеној радионици за заваривање аутомобила је побољшан како би се постигао непрекидан рад-без грешке током 20000 сати, ефективно смањујући трошкове одржавања застоја.
Правилно одржавање и одржавање су кључни за продужење животног века система преноса. Одређена фабрика за прераду хране стриктно примењује систем замене уља за подмазивање редуктора на сваких 2000 сати. Робот за палетирање непрекидно ради већ 8 година и још увек одржава добре перформансе, што је 30% дуже од конвенционалног циклуса одржавања.
Трендови технолошког развоја
Са развојем индустријске аутоматизације, системи механичког преноса еволуирају ка интелигенцији и интеграцији. Интелигентни редуктор са уграђеним-сензорима може да прати температуру, вибрације и друге параметре у реалном времену и да отпрема податке у систем управљања преко ИоТ технологије како би се постигло предиктивно одржавање. Примена материјала за самоподмазивање{3}}проширује интервал одржавања компоненти мењача на преко 10000 сати.
Интегрисани дизајн интегрише компоненте као што су мотори, редуктори, енкодери, итд., у један модул. Док смањује запремину заједничког модула одређеног бренда колаборативних робота за 40%, он такође интегрише функцију повратне информације обртног момента, омогућавајући безбеднију сарадњу људи{3}}машина. Примена ових иновативних технологија покреће развој индустријских роботских система преноса ка већим перформансама и нижим трошковима.